前言

2023年5月31日,中星電(山東)能源科技有限公司于中國東莞召開產品發布會,帶來了具有顛覆性意義的儲能產品— 石墨烯固態鋰離子電池產品,或將改變傳統儲能電池的安全性、壽命以及穩定性等問題,拓展更廣泛的應用場景。

行業前瞻

中星電(山東)能源科技有限公司 CEO 回顧了現階段下的儲能市場發展趨勢,將帶給廣大廠商更具有優勢的產品,給整個行業注入活力。

石墨烯固態鋰離子電池

簡而言之,石墨烯固態鋰離子電池是一種采用石墨烯材料+固態電解質的電池,這兩種材料是該電池的重要組成部分,直接決定著電池的性能。

同時也回顧了電池的發展歷程,從最初的鉛酸電池、鎳氫電池,發展至液態鋰離子電池;而中星電對比了行業內的電池方案,最終敲定了固態電池方案。

同時,中星電表示,固態電池就是未來儲能電池方向。

固態電池擁有更高質量的能量密度和更穩定的安全性能輸出,將會為能源供應領域帶來更安全更可靠的解決方案,促進能源科技的發展。

石墨烯固態鋰離子電池產品

中星電選用的第一代電池產品已經完全實現全面量產,并達到280Wh/kg,領先于行業;并且,這款電池產品將運用在中星電現有的儲能產品中。

中星電選用的第二代電池產品是在第一代電池產品的外觀形態、體積不變的基礎之上,把質量能量密度再提升,達到了500Wh/kg,其充放電倍率可達到 5C,目前已為軍工無人機項目等批量提供。

中星電選用的第三代電池產品,其樣品級的能量密度可達680Wh/kg,已為某巡飛型無人機(彈)提供預研樣品,并進行完善工作。

電池芯主要組成

石墨烯固態鋰離子電池正極材料為自行研發的石墨烯干法電極,搭配層狀鎳鈷錳酸鋰復合材質的高鎳正極材料;負極采用硅碳復合、石墨烯覆銅預鋰化材料,是一種比不銹鋼還要堅固的材料,填充到電極材料中的C形成一個網格結構,這些網格除了可以導電以外,還可以起到良好的支撐作用,避免鋰離子進出電極材料而帶來的結構破壞。這樣可以大大延長電極材料的壽命,從而延長電池的壽命,增加電池的充放電次數。

高質量能量密度

石墨烯固態鋰離子電池采用能量密度高,主要得益于我們很好地解決了碳硅負極和鋰金屬負極的制造工藝,獨創的負極材料制造工藝,其具有良好的理化性能;能夠抵御外部高壓環境;客觀上這種儲鋰的容量至少是常規儲鋰容量的5倍以上。

電池芯低溫特性

這款固態鋰離子電池得益于內部固態電解質解決方案,具有跨度更寬的工作溫度特性,在-20℃~60℃下,皆能穩定進行充放電工作。

電池芯循環壽命

這款固態鋰離子電池循環壽命能達 3000+次,并依舊保持 80%以上的電芯容量。高循環壽命的特性也源于不同于傳統電池的電池芯制成工藝,一是石墨烯網狀結構,是一種比不銹鋼還要堅固的材料,填充到電極材料中的C形成一個網格結構,起到良好的支撐作用,避免鋰離子進出電極材料而帶來的結構破壞;二是固態電解質配方,電池在循環運行過程中,一定程度上擁有自修復功能,大幅度提高電池的性能。

運用領域

在當下的儲能行業中,類似于無人機等產品,中星電石墨烯固態鋰離子電池擁有更大的能量、更穩定的性能表現和更高的安全性能,將會在低空飛行領域大放異彩,促進低空經濟的發展。

同時,在家庭/戶外儲能領域市場中,石墨烯固態鋰離子電池擁有更優異、穩定的充電效率,相比于傳統鋰電池,持續地支持快速充電,帶來更高的使用循環效率。

穿刺試驗

石墨烯固態鋰離子電池除了擁有更高的質量能量密度與充放電性能外,其安全性也是遠超于使用液態電解液的傳統鋰離子電池。

對石墨烯固態鋰離子電池進行“破壞性”穿刺實驗,全程始終沒有出現起火、冒煙、爆炸等現象,穿刺試驗后,電池依然可以正常充放電,圖中LED燈亮起,在安全性方面高于市面上主流的液態或半固態電池。

-20℃放電測試

由于場地內無專業設備,在將石墨烯固態電池在零下20℃下冷凍至相同溫度后,取出后進行放電測試,一方面能測試零下溫度的充放電性能,另一方面又可實測環境溫度劇烈變化時的穩定性。

在實測現場可觀察到搭載固態電池的產品外殼上的冷凝水珠,在溫度急劇變化的環境下,也能夠進行長時間放電,輸出穩定;同時,此戶外儲能產品的輸出功率為 2200W,測試時對電磁爐等家用電器供電,顯示屏幕上的輸出功率為1800W左右,也能滿足大部分電器用電需求。

未來產品定位

基于當前的儲能市場環境,中星電對未來發布的第二代應急儲能產品更有信心,將會在相同體積下,提升兩倍的儲能能量,另外將具備 IP65 防水等級,無懼戶外風雨,讓用戶擁有家庭環境級別的使用體驗;同時,第二代應急儲能產品將配備 3000W 雙向逆變器,兼容更多主流設備的用電需求。

電芯認證

目前,中星電的固態電池已通過 Intertek 檢測機構的 CB 認證,儲能產品的認證流程也在進行之中;同時,Intertek 檢測機構也將詳細介紹認證流程及業務介紹。

Intertek 檢測機構表示對于電池的性能參數、市面主流電池類型、使用方式和廢舊處理等等方面進行基礎且系統性的講解。

同時,Intertek 檢測機構對于鋰電池的測試項目進行詳細介紹,如內外部短路測試、擠壓跌落測試、過充測試等項目。

另外,對于鋰電池的認證流程也同樣進行了詳細的介紹,需提供電池和電芯樣品、規格等資料和填寫申請表。

最后,中星電(山東)能源科技有限公司與各合作伙伴進行現場簽約,攜手并進,共創共贏未來。

充電頭網總結

中星電(山東)能源科技有限公司是行業首個采用石墨烯固態鋰離子電池推出相應產品的公司,在此次發布會上,向大家詳細介紹了最新的石墨烯固態鋰離子電池產品,是中星電在自主研發道路上的一項重大突破和創新。

推出的石墨烯固態鋰離子電池已然超越市面上主流電池性能,同時,中星電(山東)能源科技有限公司也積極拓展合作共贏道路,不斷探索新的應用領域,為客戶提供更多高性能的能源解決方案。